JPH09304144A - Drive circuit for flow rate sensor - Google Patents

Drive circuit for flow rate sensor

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Publication number
JPH09304144A
JPH09304144A JP8118577A JP11857796A JPH09304144A JP H09304144 A JPH09304144 A JP H09304144A JP 8118577 A JP8118577 A JP 8118577A JP 11857796 A JP11857796 A JP 11857796A JP H09304144 A JPH09304144 A JP H09304144A
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JP
Japan
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resistor
voltage
heating
converter
heating resistor
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Pending
Application number
JP8118577A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Nakayama
義宣 中山
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Ricoh Seiki Co Ltd
Ricoh Elemex Corp
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Seiki Co Ltd
Ricoh Elemex Corp
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Seiki Co Ltd, Ricoh Elemex Corp, Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a drive circuit which can be driven stably for a long period without using a bridge circuit which is apt to become unstable with the passage of time regarding a flow rate sensor which is constituted of one heating resistor and of one resistance temperature sensor. SOLUTION: A drive circuit is constituted in such a way that a resistor R1 , for measurement of a heating-body current, whose resistance value is known is connected in series with a heating resistor RH, that a current which is controlled via a CPU 19, a D/A converter 17 and a current source 18 is made to flow to a resistance temperature sensor RS, that the voltage of the resistance temperature sensor RS is used as a reference input, that the heating resistor RH and the resistor R1 for measurement of the heating-body current are driven by a voltage source 21, that a voltage across both ends of the resistor R1 for measurement of the heating-body current is measured via an A/D converter 23 by changing over an analog switch 24, that a current value which flows in the heating resistor RH is acquired, that the voltage of the heating resistor RH is measured and that the resistance value of the heating resistor RH can be measure even when the heating resistor RH is heated and driven.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガスやLPG
の流量測定や、自動車の内燃機関に吸入される空気量測
定などに適用可能で、ともに抵抗温度係数が大きくて流
路中に配設される1つの発熱抵抗体と1つの測温抵抗体
とを備えた流量センサを用いる流量測定装置における流
量センサ駆動回路に関する。
[0001] The present invention relates to city gas and LPG.
It can be applied to the flow rate measurement and the measurement of the amount of air taken into an internal combustion engine of an automobile, and both have a large temperature coefficient of resistance and one heat-generating resistor and one temperature-measuring resistor arranged in the flow path. The present invention relates to a flow rate sensor drive circuit in a flow rate measuring device using a flow rate sensor including the.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の流量測定装置における流
量センサ駆動回路としては、種々のものがあるが、その
一つに、発熱抵抗体と測温抵抗体とを用いてホイートス
トーンブリッジ回路を組み、発熱抵抗体の電圧によって
流量を測定する方式がある。この方式は、例えば、特公
平5−312616号公報中に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are various types of flow rate sensor driving circuits in a flow rate measuring apparatus of this type. One of them is a Wheatstone bridge circuit using a heating resistor and a temperature measuring resistor. There is a method to measure the flow rate by the voltage of the heating resistor. This method is disclosed, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 5-313616.

【0003】また、他の一つに、例えば、特公平7−1
8727号公報中に示されるように、発熱抵抗体と測温
抵抗体(リファレンス抵抗)とを用いるが、ブリッジ回
路を構成せずに流量を測定するように回路構成した方式
もある。
[0003] In addition, for example, Japanese Patent Publication No. 7-1
As shown in Japanese Patent No. 8727, a heating resistor and a temperature measuring resistor (reference resistor) are used, but there is also a system in which a circuit is configured to measure a flow rate without configuring a bridge circuit.

【0004】前者のブリッジ回路を用いた流量センサ駆
動回路の典型例を図9を参照して説明する。この図9に
示す回路は、特公平5−312616号公報中に示され
る回路とは異なるが、基本原理は同様である。まず、流
量センサチップ基板に形成された流路方向に沿った堀上
に掛け渡した橋上に配設された発熱抵抗体Rh と、流量
センサチップ上で発熱抵抗体Rh よりも上流側に配設さ
れた測温抵抗体Rs とが設けられている。これらの発熱
抵抗体Rh 、測温抵抗体Rs はともに抵抗温度係数が高
いもので、抵抗値が固定的な基準抵抗器R11,R12とと
もにホイートストーンブリッジ回路1を形成している。
ここでは、測温抵抗体Rs と基準抵抗器R11とが直列と
され、発熱抵抗体Rh と基準抵抗器R12とが直列とされ
ている。また、基準抵抗器R11と測温抵抗体Rs との間
には、発熱抵抗体Rh の加熱温度を決定するための基準
抵抗器R13が接続されている。この基準抵抗器R13には
短絡・開放制御されるスイッチ2が並列に接続されてい
る。また、基準抵抗器R11,R12間にはこれらの基準抵
抗器R11,R12とともに抵抗体Rh ,Rs に流す電流の
バランス微調整用の可変抵抗器VRが接続されている。
A typical example of the flow sensor drive circuit using the former bridge circuit will be described with reference to FIG. The circuit shown in FIG. 9 is different from the circuit shown in Japanese Patent Publication No. 5-316616, but the basic principle is the same. First, a heating resistor R h is provided on a bridge that extends over a moat formed on a flow sensor chip substrate along a flow path direction, and a heating resistor R h is arranged on the flow sensor chip upstream of the heating resistor R h. The resistance temperature detector R s provided is provided. Both the heating resistor R h and the temperature measuring resistor R s have a high resistance temperature coefficient, and form the Wheatstone bridge circuit 1 together with the reference resistors R 11 and R 12 whose resistance values are fixed. .
Here, the temperature measuring resistor R s and the reference resistor R 11 are connected in series, and the heating resistor R h and the reference resistor R 12 are connected in series. A reference resistor R 13 for determining the heating temperature of the heating resistor R h is connected between the reference resistor R 11 and the temperature measuring resistor R s . A switch 2 controlled to be short-circuited or opened is connected in parallel to the reference resistor R 13 . The reference resistor R 11, R these reference resistor is between 12 R 11, R 12 together with the resistor R h, variable resistor VR for balance fine adjustment of the current flowing through the R s are connected.

【0005】さらに、基準抵抗器R11,R13の接続点a
の電圧と、基準抵抗器R12と発熱抵抗体Rh との接続点
bの電圧とを比較する差動増幅器3が設けられている。
この差動増幅器3は端子4からゼロバランス出力を出す
もので、この差動増幅器3の出力は電力制御素子、例え
ば、電力制御トランジスタ5のベース側に接続されてい
る。R14,R15はバイアス抵抗である。ここに、前記電
力制御トランジスタ5のコレクタ・エミッタ間は、電圧
Vccなる直流電源6と前記可変抵抗器VRの可変摺動子
との間に接続されている。前記電力制御トランジスタ5
のエミッタと前記可変抵抗器VRの可変摺動子との間に
はスイッチ7が介在されている。このスイッチ7の他端
側と直流電源6との間(即ち、前記電力制御トランジス
タ5のコレクタ・エミッタ間に並列に)には高抵抗の抵
抗R16が接続されている。
Furthermore, the connection point a of the reference resistors R 11 and R 13
There is provided a differential amplifier 3 for comparing the voltage at the point b and the voltage at the connection point b between the reference resistor R 12 and the heating resistor R h .
The differential amplifier 3 outputs a zero-balanced output from the terminal 4, and the output of the differential amplifier 3 is connected to the power control element, for example, the base side of the power control transistor 5. R 14 and R 15 are bias resistors. Here, the collector and the emitter of the power control transistor 5 are connected between the DC power source 6 having the voltage Vcc and the variable slider of the variable resistor VR. The power control transistor 5
A switch 7 is interposed between the emitter of the variable resistor and the variable slider of the variable resistor VR. A high resistance resistor R 16 is connected between the other end of the switch 7 and the DC power source 6 (that is, in parallel between the collector and the emitter of the power control transistor 5).

【0006】また、発熱抵抗体Rh の両端間の各々の電
圧を入力とする差動増幅器8も設けられている。
There is also provided a differential amplifier 8 which receives each voltage across the heating resistor R h as an input.

【0007】このような構成において、回路調整モード
時にはスイッチ7を図中左側に切り換えて抵抗R16を選
択する状態とし、かつ、スイッチ2を閉じて基準抵抗器
13の両端間を短絡した状態とする。これにより、直流
電源6から抵抗値の高い抵抗R16を介して発熱抵抗体R
h 及び測温抵抗体Rs に微小電流を流し、差動増幅器3
の端子4に得られる出力がゼロバランスするように可変
抵抗器VR等を調整する。
In such a configuration, in the circuit adjustment mode, the switch 7 is switched to the left side in the drawing to select the resistor R 16 , and the switch 2 is closed to short-circuit both ends of the reference resistor R 13. And As a result, the heating resistor R is passed from the DC power source 6 through the resistor R 16 having a high resistance value.
A small current is passed through h and the resistance temperature detector R s , and the differential amplifier 3
The variable resistor VR and the like are adjusted so that the output obtained at the terminal 4 of is zero-balanced.

【0008】ついで、実際の流量測定モード時には、ス
イッチ2,7を図示の状態に切り換える。即ち、基準抵
抗器R13の短絡を解除し、かつ、電力制御トランジスタ
5が機能するように切り換える。このとき、接続点aの
電圧は測温抵抗体Rs に基準抵抗器R13による電圧分が
加算されて高くなり、ブリッジ回路1のゼロバランスが
崩れるため、発熱抵抗体Rh への通電量が増してその発
熱により抵抗値が増加することで再び中点a,bの電圧
がゼロバランスするように差動増幅器3を介して電力制
御トランジスタ5が制御される。即ち、基準抵抗器R13
が接続されている分、発熱抵抗体Rh の温度が測温抵抗
体Rs の温度よりも一定温度高くなるように負帰還制御
される(定温度加熱駆動)。
Then, in the actual flow rate measuring mode, the switches 2 and 7 are switched to the illustrated state. That is, the reference resistor R 13 is released from the short circuit, and the power control transistor 5 is switched to operate. At this time, the voltage at the connection point a is increased by adding the voltage component of the reference resistor R 13 to the resistance temperature detector R s, and the zero balance of the bridge circuit 1 is lost, so that the amount of electricity supplied to the heating resistor R h is increased. The power control transistor 5 is controlled via the differential amplifier 3 so that the voltage at the midpoints a and b is zero-balanced again due to the increase in the resistance value and the increase in the resistance value due to the heat generation. That is, the reference resistor R 13
Is connected, the negative feedback control is performed so that the temperature of the heating resistor R h is higher than the temperature of the resistance temperature detector R s by a constant temperature (constant temperature heating drive).

【0009】流量の測定は、このような流量測定モード
における発熱抵抗体Rh の電圧降下を差動増幅器8を通
じて検出することにより行われる。即ち、流量が多いと
き(従って、流速が速いとき)ほど、発熱抵抗体Rh
流体によって冷されるため、基準抵抗器R13によって規
定される一定の加熱温度を維持するためには、発熱抵抗
体Rh による消費電力を増加させることで発熱抵抗体R
h による電圧降下が比例するように負帰還制御するの
で、差動増幅器8の端子9に得られる出力電圧も増加す
ることになる。従って、この出力電圧の傾きを予め知得
しておけば、流量(流速)の測定が可能となる。
[0009] Measurement of flow rate is performed by detecting a voltage drop across the heating resistor R h in such flow measurement mode through the differential amplifier 8. That is, as the flow rate is higher (therefore, the flow rate is faster), the heating resistor R h is cooled by the fluid, so that the heating temperature is maintained in order to maintain the constant heating temperature defined by the reference resistor R 13 . By increasing the power consumption by the resistor R h , the heating resistor R
Since the negative feedback control is performed so that the voltage drop due to h is proportional, the output voltage obtained at the terminal 9 of the differential amplifier 8 also increases. Therefore, if the slope of the output voltage is known in advance, the flow rate (flow velocity) can be measured.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図9に例示
したようなブリッジ回路1を組んで構成した場合、差動
増幅器3の反転端子に関しては電力制御トランジスタ5
等を介して負帰還がかかるため特に問題ないが、差動増
幅器3の非反転端子側に関しては測温抵抗体Rsの温度
上昇による僅かな変動が正帰還となって帰還されるた
め、帰還系の時定数によっては出力電圧が不安定になり
やすい欠点がある。
However, in the case where the bridge circuit 1 as shown in FIG. 9 is assembled, the power control transistor 5 is connected to the inverting terminal of the differential amplifier 3.
There is no particular problem because negative feedback is applied via the feedback amplifier, etc., but on the non-inverting terminal side of the differential amplifier 3, a slight fluctuation due to the temperature rise of the resistance temperature detector R s is fed back as positive feedback, so feedback is performed. There is a drawback that the output voltage tends to become unstable depending on the time constant of the system.

【0011】また、一般的に考えて、基準抵抗器R11
12,R13等の抵抗値が安定であっても、発熱抵抗体R
h や測温抵抗体Rs などは経時的にはその抵抗値が変化
してしまい、測定に影響を及ぼしてしまう。観点を代え
ると、図9に示すように発熱抵抗体Rh や測温抵抗体R
s に対して基準抵抗器R11,R12,R13を用いてブリッ
ジ構成した場合には、これらの発熱抵抗体Rh や測温抵
抗体Rs の経時変化をデジタル信号解析によって調整し
ながら測定し続けるといった柔軟な対応を採ることはで
きない。
In general, the reference resistor R 11 ,
Even if the resistance values of R 12 , R 13, etc. are stable, the heating resistor R
The resistance values of h , the resistance temperature detector R s, and the like change over time, which affects the measurement. In other words, as shown in FIG. 9, the heating resistor R h and the temperature measuring resistor R h
When the reference resistors R 11 , R 12 , and R 13 are used for the s to form a bridge structure, the heat resistance R h and the resistance temperature detector R s are adjusted with time by digital signal analysis. It is not possible to take flexible measures such as continuing to measure.

【0012】ちなみに、後者の特公平7−18727号
公報によれば、固定抵抗器とリファレンス抵抗体(測温
抵抗体に相当する)との直列回路で電源電圧を分圧して
差動増幅器に対する基準電圧を発生させ、発熱抵抗体の
電圧を差動増幅器に帰還させるようにしている。ところ
が、この構成において、定温度加熱駆動させたい場合に
は、発熱抵抗体の電圧だけでは発熱時に変化した発熱抵
抗体の抵抗値を知ることができないので、発熱抵抗体の
抵抗値を実測できるようにする必要があるが、その対応
策については言及されていない。さらに、リファレンス
抵抗体に直列に接続した固定抵抗器を用いて基準電圧を
発生させるようにしているが、回路の調節のためには、
必要に応じて、測温抵抗体(リファレンス抵抗体)に流
す電流を変化させたり、或いは、この電流が一定でも差
動増幅器へ入力する電圧を可変させたりしたい場合もあ
るが、柔軟な対応が採れない。また、前者の場合と同様
に、発熱抵抗体や測温抵抗体の経時変化等に対しても柔
軟な対応が採れない。
By the way, according to the latter Japanese Patent Publication No. 7-18727, the reference voltage for the differential amplifier is obtained by dividing the power supply voltage with a series circuit of a fixed resistor and a reference resistor (corresponding to a temperature measuring resistor). A voltage is generated and the voltage of the heating resistor is fed back to the differential amplifier. However, in this configuration, when constant temperature heating drive is desired, it is not possible to know the resistance value of the heating resistor that has changed during heating only by the voltage of the heating resistor, so that the resistance value of the heating resistor can be measured. However, there is no mention of how to deal with it. Furthermore, a fixed resistor connected in series with the reference resistor is used to generate the reference voltage, but in order to adjust the circuit,
If necessary, you may want to change the current that flows in the resistance temperature detector (reference resistor), or to change the voltage input to the differential amplifier even if this current is constant. I can't get it. Further, as in the former case, it is not possible to flexibly deal with changes with time of the heating resistor and the temperature measuring resistor.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ともに抵抗温度係数が大きくて流路中に配設される1つ
の発熱抵抗体と1つの測温抵抗体とを備えた流量センサ
を用いる流量センサ駆動回路において、前記発熱抵抗体
と直列に接続されて抵抗値が固定的で既知の発熱体電流
測定用抵抗器と、基準電圧を生成する基準電圧生成器
と、この基準電圧生成器からの出力電圧が入力されるD
/A変換器と、このD/A変換器の出力電圧に応じた電
流で前記測温抵抗体を通電駆動する電流源と、前記測温
抵抗体に得られる電圧を基準入力として前記発熱体電流
測定用抵抗器と前記発熱抵抗体との直列回路を通電駆動
する電圧源と、前記発熱体電流測定用抵抗器の両端電圧
を測定してデジタル電圧値に変換するとともに、前記発
熱抵抗体の電圧を測定してデジタル電圧値に変換するA
/D変換器と、前記発熱体電流測定用抵抗器の両端電圧
の測定と前記発熱抵抗体の電圧の測定とを切り換えるア
ナログスイッチと、前記A/D変換器から出力されるデ
ジタル電圧値を取り込むととともに、前記アナログスイ
ッチの切り換え及び前記D/A変換器の動作を制御する
中央処理装置と、を備えている。
According to the first aspect of the present invention,
In a flow rate sensor drive circuit that uses a flow rate sensor that has a large resistance temperature coefficient and one heating resistance element and one temperature measuring resistance element that are arranged in the flow path, the flow rate sensor driving circuit is connected in series with the heating resistance element. Resistor with a fixed resistance value and a known value, a reference voltage generator for generating a reference voltage, and D to which the output voltage from this reference voltage generator is input
/ A converter, a current source for energizing and driving the resistance temperature detector with a current according to the output voltage of the D / A converter, and the heating element current using the voltage obtained at the resistance temperature detector as a reference input. A voltage source for energizing and driving a series circuit of the measuring resistor and the heating resistor, and measuring the voltage across the heating resistor current measuring resistor and converting it to a digital voltage value, and the voltage of the heating resistor. Measure and convert to a digital voltage value A
/ D converter, an analog switch for switching between the measurement of the voltage across the heating element current measuring resistor and the measurement of the voltage of the heating resistor, and the digital voltage value output from the A / D converter And a central processing unit for controlling the switching of the analog switch and the operation of the D / A converter.

【0014】従って、中央処理装置で制御されるD/A
変換器は、基準電圧生成器が生成した基準電圧を入力と
して電流源を駆動することにより、この電流源が測温抵
抗体に通電駆動する。この測温抵抗体に発生した電圧を
基準として電圧源が発熱抵抗体を駆動する。このとき、
発熱抵抗体には抵抗値が既知の発熱体電流測定用抵抗器
が直列に接続されているので、この発熱体電流測定用抵
抗器の両端電圧をA/D変換器を通じて測定することに
より発熱抵抗体に流れる電流値を取得できる。また、ア
ナログスイッチを切り換えて発熱抵抗体の電圧をA/D
変換器を通じて測定することにより、取得済みの電流値
を用いて、駆動時の発熱抵抗体の実際の抵抗値、即ち、
発熱温度を知得することができる。従って、発熱抵抗体
に経時的な変化があったような場合でも、リアルタイム
で測温抵抗体を駆動している電流源出力を中央処理装置
によるデジタル制御の下にD/A変換器によって調整す
ることが可能となり、長期の使用による発熱抵抗体の変
化に対応してデジタル制御を用いた総合的な補正をかけ
る、といった柔軟な制御を採れる。実際の流量は、発熱
抵抗体の電圧測定に基づき得られるデジタル電圧値を用
いて、中央処理装置が、予め取得している電圧‐流量特
性に基づいて得ることができる。
Therefore, the D / A controlled by the central processing unit
The converter drives the current source with the reference voltage generated by the reference voltage generator as an input, so that the current source energizes and drives the resistance temperature detector. The voltage source drives the heating resistor based on the voltage generated in the resistance temperature detector. At this time,
Since a heating element current measuring resistor whose resistance value is known is connected in series with the heating resistor, the heating resistor is measured by measuring the voltage across the heating element current measuring resistor through an A / D converter. You can get the current value flowing through your body. In addition, the voltage of the heating resistor is changed to A / D by switching the analog switch.
By measuring through the converter, using the obtained current value, the actual resistance value of the heating resistor during driving, that is,
The exothermic temperature can be known. Therefore, even if there is a change with time in the heating resistor, the output of the current source driving the resistance temperature detector in real time is adjusted by the D / A converter under digital control by the central processing unit. This makes it possible to adopt flexible control such as applying comprehensive correction using digital control in response to changes in the heating resistor due to long-term use. The actual flow rate can be obtained based on the voltage-flow rate characteristic previously acquired by the central processing unit by using the digital voltage value obtained based on the voltage measurement of the heating resistor.

【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
圧源が、発熱体電流測定用抵抗器と発熱抵抗体との接続
点の電位を帰還する帰還接続を有している。従って、発
熱抵抗体に発熱体電流測定用抵抗器が直列に接続されて
いても、発熱抵抗体の駆動電圧に影響を与えることな
く、発熱抵抗体に流れる電流を測定しながら、電圧源入
力に従った発熱抵抗体の駆動電圧を安定して発生させる
ことができる。
According to a second aspect of the present invention, the voltage source according to the first aspect has a feedback connection for returning the potential at the connection point between the heating element current measuring resistor and the heating resistor. Therefore, even if the heating element current measuring resistor is connected in series with the heating resistor, the voltage flowing to the voltage source input is measured while measuring the current flowing through the heating resistor without affecting the driving voltage of the heating resistor. Therefore, the driving voltage of the heating resistor can be stably generated.

【0016】請求項3記載の発明は、請求項1記載の電
流源又は基準電圧生成器は中央処理装置によりゲインが
制御自在であり、かつ、アナログスイッチの下流側であ
ってA/D変換器の直前に前記中央処理装置によりゲイ
ンが制御自在な増幅器を有している。従って、測定モー
ド時と調整モード時とでは発熱抵抗体の駆動電圧が大き
く異なるが、両モード時でゲインを切り換えることで、
調整モード時の低電圧出力をA/D変換器やD/A変換
器の分解能を下げることなく対応することができる。
According to a third aspect of the invention, the gain of the current source or the reference voltage generator according to the first aspect is controllable by a central processing unit, and the A / D converter is located downstream of the analog switch. Immediately before this, there is an amplifier whose gain is controllable by the central processing unit. Therefore, the driving voltage of the heating resistor is greatly different between the measurement mode and the adjustment mode, but by switching the gain in both modes,
It is possible to deal with the low voltage output in the adjustment mode without lowering the resolution of the A / D converter or the D / A converter.

【0017】請求項4記載の発明は、請求項1記載のア
ナログスイッチが、発熱体電流測定用抵抗器に並列に接
続されて測定モード時には発熱体電流測定用抵抗器の両
端間を短絡し調整モード時には開放されるように中央処
理装置により切り換え制御され、A/D変換器の入力端
子が、電圧源と前記発熱体電流測定用抵抗器との接続点
に接続されている。従って、発熱抵抗体の抵抗値を測定
していない場合にはアナログスイッチを閉じて発熱体電
流測定用抵抗器の両端間を短絡することで発熱体電流測
定用抵抗器による電圧降下をなくすことができ、低電圧
でも発熱抵抗体駆動のためのダイナミックレンジを広く
することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the analog switch according to the first aspect is connected in parallel to the heating element current measuring resistor, and in the measurement mode, both ends of the heating element current measuring resistor are short-circuited for adjustment. Switching is controlled by the central processing unit so as to be opened in the mode, and the input terminal of the A / D converter is connected to the connection point between the voltage source and the heating element current measuring resistor. Therefore, when the resistance value of the heating element is not measured, the voltage drop due to the heating element current measuring resistor can be eliminated by closing the analog switch and short-circuiting both ends of the heating element current measuring resistor. Therefore, the dynamic range for driving the heating resistor can be widened even at a low voltage.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図1
ないし図5に基づいて説明する。まず、本実施の形態に
用いられる流量センサ11は図2に示すようにセンサ基
板12上の端部に一体で実装されて、流量の測定対象と
なる流路13中に配設される。ここに、基本的に、流路
13の断面積をS、流体の速度をVとしたとき、流量セ
ンサ11が測定すべき流量Qは、Q=V×Sとなる。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
A description will be given with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2, the flow rate sensor 11 used in the present embodiment is integrally mounted on the end portion of the sensor substrate 12, and is disposed in the flow path 13 that is the flow rate measurement target. Here, basically, when the cross-sectional area of the flow path 13 is S and the velocity of the fluid is V, the flow rate Q to be measured by the flow rate sensor 11 is Q = V × S.

【0019】また、流量センサ11の平面的な構造例を
図3に示す。流量センサ11においては流体の流れの方
向に沿わせて堀14が形成され、この堀14を跨ぐよう
に橋15が形成されている。この橋15上に抵抗温度係
数の高い材料により発熱抵抗体RH がパターン形成され
ている。即ち、発熱抵抗体RH は堀14内及び橋15上
を通って流れる流体の流れ中に十分に晒されるように形
成されている。また、流量センサ11において、流体の
流れの方向の最上流側に位置させて抵抗温度係数の高い
材料により測温抵抗体RS がパターン形成されている。
An example of a planar structure of the flow sensor 11 is shown in FIG. In the flow rate sensor 11, a moat 14 is formed along the direction of fluid flow, and a bridge 15 is formed so as to straddle the moat 14. A heating resistor R H is patterned on the bridge 15 with a material having a high temperature coefficient of resistance. That is, the heating resistor R H is formed so as to be sufficiently exposed to the flow of the fluid flowing inside the moat 14 and on the bridge 15. Further, in the flow rate sensor 11, the resistance temperature detector R S is formed in a pattern by being positioned on the most upstream side in the direction of fluid flow and made of a material having a high resistance temperature coefficient.

【0020】続いて、このような発熱抵抗体RH や測温
抵抗体RS を含む流量センサ11に対する駆動回路の構
成例を図1を参照して説明する。まず、所定の基準電圧
を生成する基準電圧生成器として基準電圧素子16が設
けられている。この基準電圧素子16にはD/A変換器
17と電流源18とが順に接続されている。前記D/A
変換器17は中央処理装置であるCPU19にデータラ
イン20を介して接続されることによりD/A変換量が
制御されるものである。前記電流源18は前記D/A変
換器17から出力される出力電圧の値に応じた電流で前
記測温抵抗体RS を通電駆動するものであり、この電流
源18の出力側には前記測温抵抗体RSの一端が接続さ
れている。さらに、この測温抵抗体RS の一端に得られ
る電圧が基準入力なる基準電圧として入力される電圧源
21が設けられている。この電圧源21は差動増幅器2
2等を主体とするもので、その出力側には前記発熱抵抗
体RH が接続されているが、この発熱抵抗体RH と電圧
源21との間には発熱体電流測定用抵抗器R1 が接続さ
れている。即ち、この発熱体電流測定用抵抗器R1は発
熱抵抗体RH に直列に接続されたものであり、その抵抗
値は固定的であって、既知の値を有するものが用いられ
ている。ここに、詳細は後述するが、発熱体電流測定用
抵抗器R1 と発熱抵抗体RH との接続点の電位は前記差
動増幅器22の反転入力端子に負帰還接続されている。
Next, an example of the structure of a drive circuit for the flow rate sensor 11 including the heating resistor R H and the temperature measuring resistor R S will be described with reference to FIG. First, the reference voltage element 16 is provided as a reference voltage generator that generates a predetermined reference voltage. A D / A converter 17 and a current source 18 are sequentially connected to the reference voltage element 16. D / A
The converter 17 is connected to a CPU 19 which is a central processing unit via a data line 20 to control the D / A conversion amount. The current source 18 energizes and drives the resistance temperature detector R S with a current according to the value of the output voltage output from the D / A converter 17, and the output side of the current source 18 has the One end of the resistance temperature detector R S is connected. Further, there is provided a voltage source 21 to which a voltage obtained at one end of the resistance temperature detector R S is inputted as a reference voltage which is a reference input. This voltage source 21 is a differential amplifier 2
2 and the like, and the heating resistor R H is connected to the output side thereof, but between the heating resistor R H and the voltage source 21, the resistor R for measuring the heating element current is connected. 1 is connected. That is, the heating element current measuring resistor R 1 is connected in series to the heating resistor R H , and its resistance value is fixed and has a known value. As will be described in detail later, the potential at the connection point between the heating element current measuring resistor R 1 and the heating resistor R H is negatively feedback connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 22.

【0021】さらに、これらの発熱抵抗体RH や発熱体
電流測定用抵抗器R1 に対しては電圧を測定してデジタ
ル電圧値に変換するA/D変換器23がアナログスイッ
チ24を介して設けられている。このアナログスイッチ
24は前記発熱体電流測定用抵抗器R1 の両端から引き
出された第1の端子T1 ,T2 と、前記発熱抵抗体RH
の両端から引き出された第2の端子T3 ,T4 とを有し
て、前記CPU19による制御線25を通した制御によ
り前記A/D変換器23に対する接続を第1の端子T
1 ,T2 と第2の端子T3 ,T4 とで切り換えるもので
ある。ここに、端子T3 は端子T2 と同電位の端子であ
り、端子T4 は接地されている。より詳細には、図4に
示すように、端子T1 ,T3 に対する引出線上には前記
制御線25を介して前記CPU19によりサンプル・ホ
ールド動作が制御されるサンプルホールド回路(S/
H)26,27が介在されている。これらのサンプルホ
ールド回路26,27には適切な低域フィルタ(LP
F)が具備されている。
Further, an A / D converter 23 for measuring a voltage of the heating resistor R H and the heating current measuring resistor R 1 and converting the voltage into a digital voltage value is supplied via an analog switch 24. It is provided. The analog switch 24 includes first terminals T 1 and T 2 drawn from both ends of the heating element current measuring resistor R 1 and the heating resistor R H.
And the second terminals T 3 and T 4 drawn out from both ends of the first terminal T 2 are connected to the A / D converter 23 under the control of the CPU 19 through the control line 25.
It is switched between 1 , T 2 and the second terminals T 3 , T 4 . Here, the terminal T 3 is a terminal having the same potential as the terminal T 2 , and the terminal T 4 is grounded. More specifically, as shown in FIG. 4, a sample and hold circuit (S / S) whose sample and hold operation is controlled by the CPU 19 via the control line 25 on the lead lines for the terminals T 1 and T 3 .
H) 26 and 27 are interposed. A suitable low-pass filter (LP
F) is provided.

【0022】前記D/A変換器17やこのA/D変換器
23に接続された前記CPU19には、このCPU19
の動作を規制するためのプログラムデータが予め格納さ
れたり、得られたデータを適宜格納するROMやRAM
により構成されたメモリ28が接続されている。
The CPU 19 connected to the D / A converter 17 and the A / D converter 23 includes the CPU 19
ROM or RAM that stores in advance program data for restricting the operation of the
The memory 28 configured by is connected.

【0023】このような構成において、CPU119に
より出力レベルが制御されるD/A変換器17は、基準
電圧素子16の出力を基準電圧入力として入力し、電流
源18を動作させる。これにより、電流源18は測温抵
抗体RS を通電駆動し、この測温抵抗体RS の一端に発
生する電圧を基準電圧として電圧源21が発熱抵抗体R
H を通電駆動する。ここに、発熱抵抗体RH には発熱体
電流測定用抵抗器R1が直列に接続されているので、発
熱体電流測定用抵抗器R1 には発熱抵抗体RHと同量の
電流が流れる。よって、アナログスイッチ24を第1の
端子T1 ,T2側に切り換えて、A/D変換器23によ
り発熱体電流測定用抵抗器R1 の両端電圧を測定し、対
応するデジタル電圧値を得れば、発熱体電流測定用抵抗
器R1 の抵抗値は既知であるので、この発熱体電流測定
用抵抗器R1 に流れる電流値、従って、測温抵抗体RS
に流れる電流値をCPU19が知得することができる。
また、アナログスイッチ24を第2の端子T3 ,T4
に切り換えて、A/D変換器23により発熱抵抗体RH
の電圧を測定し、対応するデジタル電圧値を得れば、先
に得られた電流値との演算によりCPU19は発熱抵抗
体RH の現実の駆動時における抵抗値を知得することが
できる。
In such a configuration, the D / A converter 17 whose output level is controlled by the CPU 119 inputs the output of the reference voltage element 16 as a reference voltage input and operates the current source 18. Thus, current source 18 RTD R S drives the energization, the resistance temperature detector R voltage source 21 heating resistor a voltage produced at one end as a reference voltage S R
Energize H. Here, since the heating resistor R H heating element current measuring resistor R 1 are connected in series, the heating element current current of the heating resistor R H and the same amount in the measuring resistor R 1 is Flowing. Therefore, the analog switch 24 is switched to the side of the first terminals T 1 and T 2 , the voltage across the resistor R 1 for measuring the heating element current is measured by the A / D converter 23, and the corresponding digital voltage value is obtained. Since the resistance value of the heating element current measuring resistor R 1 is known, the value of the current flowing through the heating element current measuring resistor R 1 and therefore the temperature measuring resistor R S
The current value flowing through the CPU 19 can be known.
Also, the analog switch 24 is switched to the second terminals T 3 and T 4 side, and the A / D converter 23 causes the heating resistor R H.
When the voltage is measured and the corresponding digital voltage value is obtained, the CPU 19 can obtain the actual resistance value of the heating resistor R H by the calculation with the previously obtained current value.

【0024】このような測定動作において、A/D変換
器23に対する測定系の前段には、低域フィルタを含む
サンプルホールド回路26,27が介在されているの
で、発熱体電流測定用抵抗器R1 の両端電圧と、発熱抵
抗体RH の電圧とを測定する際の同時性を確保できると
ともに、A/D変換器23のサンプル動作を安定させる
ことができる。また、発熱体電流測定用抵抗器R1 と発
熱抵抗体RH との接続点の電位(従って、発熱抵抗体R
H の電圧)が差動増幅器22の入力側に負帰還接続され
ているので、発熱体電流測定用抵抗器R1 による電圧降
下の影響を受けることなく、電圧源21に対する基準入
力に従った電圧を発熱抵抗体RH に発生させることがで
きる。即ち、発熱体電流測定用抵抗器R1 が存在して
も、発熱抵抗体RH の駆動電圧に影響を及ぼすことな
く、発熱抵抗体RH に流れる電流値を測定しながら、差
動増幅器22の基準入力に応じて発熱抵抗体RH の駆動
電圧を安定に制御することができる。
In such a measuring operation, since the sample and hold circuits 26 and 27 including a low pass filter are provided in the preceding stage of the measuring system for the A / D converter 23, the heating element current measuring resistor R is provided. It is possible to ensure the simultaneity when measuring the voltage across 1 and the voltage of the heating resistor R H , and to stabilize the sampling operation of the A / D converter 23. Further, the potential at the connection point between the heating element current measuring resistor R 1 and the heating resistor R H (hence, the heating resistor R H
H voltage) is negatively feedback-connected to the input side of the differential amplifier 22, so that the voltage according to the reference input to the voltage source 21 is not affected by the voltage drop due to the heating element current measuring resistor R 1. Can be generated in the heating resistor R H. That is, even in the presence of the heating element current measuring resistor R 1, without affecting the driving voltage of the heating resistor R H, while measuring the current flowing through the heating resistor R H, the differential amplifier 22 The drive voltage of the heating resistor R H can be stably controlled according to the reference input of.

【0025】よって、CPU19はA/D変換器23か
ら得られるデジタル情報を取得して、発熱抵抗体RH
温度を算出し、その結果をメモリ28に格納したり、発
熱抵抗体RH の測定電圧値に基づくデジタル電圧値を用
いて、予め分かっている電圧‐流体流量との関係に基づ
き、流体流量を算出したりする。
[0025] Therefore, CPU 19 retrieves the digital information obtained from the A / D converter 23, and calculates the temperature of the heating resistor R H, and stores the result in memory 28, the heating resistor R H The digital voltage value based on the measured voltage value is used to calculate the fluid flow rate based on the previously known voltage-fluid flow rate relationship.

【0026】このようにして、本実施の形態によれば、
発熱抵抗体RH の発熱駆動時に、この発熱抵抗体RH
抵抗値を測定することができるため、発熱抵抗体RH
抵抗値に経時的な変化があったような場合には、リアル
タイムで測温抵抗体RS を駆動している電流源18の出
力をD/A変換器17を通じて容易に調整することで対
処できる。つまり、長期の使用による発熱抵抗体RH
変化に対応して、その使用中であっても、CPU19の
制御によるデジタル情報を用いた総合的な補正をかける
ことができ、流量測定を長期に渡って安定して行うこと
ができる。
In this way, according to the present embodiment,
During fever driving of the heating resistor R H, it is possible to measure the resistance value of the heating resistor R H, if the resistance value of the heating resistor R H as there is temporal change, real-time This can be dealt with by easily adjusting the output of the current source 18 driving the resistance temperature detector R S through the D / A converter 17. That is, in response to changes in the heating resistor R H due to long-term use, even during use, comprehensive correction using digital information under the control of the CPU 19 can be performed, and flow rate measurement can be performed over a long period of time. It can be performed stably across.

【0027】ところで、本実施の形態における電圧源2
1付近の詳細構成例を図5に示す。差動増幅器22の出
力側にはベース用、コレクタ・ベース用のバイアス抵抗
2,R3 を介してバイポーラ形のトランジスタ29が
接続されている。このトランジスタ29のコレクタ側は
電源Vccに接続されており、エミッタ側に発熱体電流測
定用抵抗器R1 と発熱抵抗体RH とが接続されている。
このような構成により、発熱抵抗体RH には差動増幅器
22によってトランジスタ29のベースに与えられる出
力電圧に応じた電流が流され、発熱抵抗体RH の電圧
(発熱体電流測定用抵抗器R1 と発熱抵抗体RH との接
続点の電位)が差動増幅器22に入力される基準入力
(測温抵抗体RS の電圧)に一致するように負帰還制御
される。
By the way, the voltage source 2 in the present embodiment
FIG. 5 shows an example of the detailed configuration around 1. A bipolar transistor 29 is connected to the output side of the differential amplifier 22 via bias resistors R 2 and R 3 for base and collector / base. The collector side of the transistor 29 is connected to the power supply Vcc, and the heating element current measuring resistor R 1 and the heating resistor R H are connected to the emitter side.
With this configuration, the heating resistor R H current corresponding to the output voltage applied to the base of transistor 29 is passed by the differential amplifier 22, the voltage of the heating resistor R H (heating element current measuring resistor Negative feedback control is performed so that the potential of the connection point between R 1 and the heating resistor R H ) matches the reference input (voltage of the temperature measuring resistor R S ) input to the differential amplifier 22.

【0028】なお、図5(a)に示すようなバイポーラ
形のトランジスタ29に代えて、図5(b)に示すよう
にFETによるトランジスタ30を用いて発熱抵抗体R
H を駆動するようにしてもよい。図5(b)に示すよう
に、FETによるトランジスタ30を用いるほうが、電
源Vccの電圧が低くても或いは一定であっても、2つの
抵抗体(発熱体電流測定用抵抗器R1 と発熱抵抗体
H )を駆動すダイナミックレンジを広くすることがで
きる。
Note that, instead of the bipolar type transistor 29 as shown in FIG. 5A, a transistor 30 of FET is used as shown in FIG.
You may make it drive H. As shown in FIG. 5B, the use of the transistor 30 of FET makes it possible to use two resistors (heater current measuring resistor R 1 and heat generating resistor) even if the voltage of the power source Vcc is low or constant. The dynamic range of driving the body R H ) can be widened.

【0029】つづいて、本発明の実施の第二の形態を図
6に基づいて説明する。図1ないし図5で示した部分と
同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以
降の各実施の形態でも同様とする)。本実施の形態で
は、電流源18に代えてゲインが可変自在な電流源31
が用いられている。また、アナログスイッチ24よりも
出力側であって、A/D変換器23の入力側直前には、
ゲインが可変自在な増幅器32,33が設けられてい
る。これらの電流源31及び増幅器32,33のゲイン
は制御線25を通じてCPU19により制御されるよう
に構成されている。具体的には、CPU19は、低電流
を流す調整モード時には電流源31のゲインを低くし、
これと同期して、増幅器32,33側のゲインを高くす
るように制御する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted (the same applies to each of the following embodiments). In the present embodiment, instead of the current source 18, a current source 31 whose gain is variable is provided.
Is used. Further, on the output side of the analog switch 24 and immediately before the input side of the A / D converter 23,
Amplifiers 32 and 33 having variable gains are provided. The gains of the current source 31 and the amplifiers 32 and 33 are controlled by the CPU 19 through the control line 25. Specifically, the CPU 19 lowers the gain of the current source 31 in the adjustment mode in which a low current flows,
In synchronization with this, control is performed so that the gains on the amplifier 32, 33 side are increased.

【0030】このような構成によれば、実際に発熱抵抗
体RH の抵抗値を測定するためにこの発熱抵抗体RH
低電流を流す調整モード時と、発熱抵抗体RH を発熱さ
せるために比較的多くの電流を流す測定モード時とで
は、発熱抵抗体RH の電圧に大きな違いがあるが、調整
モード時には電流源31のゲインを低くし、これと同期
して、増幅器32,33側のゲインを高くするように制
御することで、D/A変換器17やA/D変換器23の
分解能を下げることなく動作させることができる。よっ
て、発熱抵抗体RH の僅かな変化に対しても追従させる
ことができる。
According to such a configuration, to generate heat actually the adjusting mode supplying a low current to the heating resistor R H The heating resistor R H in order to measure the resistance value of the heating resistor R H Therefore, there is a big difference in the voltage of the heating resistor R H between the measurement mode in which a relatively large amount of current flows, but the gain of the current source 31 is reduced in the adjustment mode, and in synchronization with this, the amplifier 32, By controlling the gain on the 33 side to be high, the D / A converter 17 and the A / D converter 23 can be operated without lowering the resolution. Therefore, it is possible to follow a slight change in the heating resistor R H.

【0031】本発明の実施の第三の形態を図7に基づい
て説明する。本実施の形態では、基準電圧素子16に代
えてゲインが可変自在な基準電圧素子34が用いられて
いる。また、前記実施の形態と同様に、アナログスイッ
チ24よりも出力側であって、A/D変換器23の入力
側直前には、ゲインが可変自在な増幅器32,33が設
けられている。これらの基準電圧素子34及び増幅器3
2,33のゲインは制御線25を通じてCPU19によ
り制御されるように構成されている。具体的には、基準
電圧素子34からD/A変換器17に入力される電圧の
値をCPU19によって制御することで、調整モード時
であっても、D/A変換器17の分解能が低下しないこ
とになる。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the reference voltage element 34 whose gain is variable is used in place of the reference voltage element 16. Further, similarly to the above-described embodiment, amplifiers 32 and 33 having variable gains are provided on the output side of the analog switch 24 and immediately before the input side of the A / D converter 23. These reference voltage element 34 and amplifier 3
The gains of 2 and 33 are configured to be controlled by the CPU 19 through the control line 25. Specifically, by controlling the value of the voltage input from the reference voltage element 34 to the D / A converter 17 by the CPU 19, the resolution of the D / A converter 17 does not decrease even in the adjustment mode. It will be.

【0032】本発明の実施の第四の形態を図8に基づい
て説明する。本実施の形態では、アナログスイッチ24
に代えて、発熱体電流測定用抵抗器R1 の両端間を短絡
・開放自在なアナログスイッチ35が用いられている。
このアナログスイッチ35の切り換え制御もCPU19
により行われる。また、A/D変換器23の入力端子は
差動増幅器22の出力側と発熱体電流測定用抵抗器R1
との接続点に接続されている。この接続線上には増幅器
32が接続されている。A/D変換器23の他方の入力
端子は接地されている。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the analog switch 24
Instead of this, an analog switch 35 is used which can short-circuit and open between both ends of the heating element current measuring resistor R 1 .
The switching control of the analog switch 35 is also performed by the CPU 19.
It is performed by The input terminal of the A / D converter 23 is connected to the output side of the differential amplifier 22 and the heating element current measuring resistor R 1
Is connected to the connection point. An amplifier 32 is connected on this connection line. The other input terminal of the A / D converter 23 is grounded.

【0033】このような構成において、CPU19によ
りアナログスイッチ35を開放させてA/D変換器23
により電圧測定を行うと、発熱体電流測定用抵抗器R1
と発熱抵抗体RH とにかかる電圧が測定され、アナログ
スイッチ35を閉じて発熱体電流測定用抵抗器R1 を短
絡させた状態でA/D変換器23により電圧測定を行う
と、発熱抵抗体RH にかかる電圧が測定される。よっ
て、両測定電圧の差をとることにより、発熱体電流測定
用抵抗器R1 にかかる電圧を測定できる。これにより、
発熱抵抗体RH に流れる電流値を知得できる。
In such a configuration, the CPU 19 opens the analog switch 35 to open the A / D converter 23.
When the voltage is measured by the resistor R 1
The voltage applied to the heating resistor R H is measured, and the voltage is measured by the A / D converter 23 in a state where the analog switch 35 is closed and the heating current measuring resistor R 1 is short-circuited. The voltage across the body R H is measured. Therefore, the voltage applied to the heating element current measuring resistor R 1 can be measured by taking the difference between the two measured voltages. This allows
The value of the current flowing through the heating resistor R H can be known.

【0034】一方、流量測定モード時にはCPU19に
よりアナログスイッチ35を閉じて発熱体電流測定用抵
抗器R1 を短絡した状態で発熱抵抗体RH を駆動させな
がら測定が行われる。即ち、アナログスイッチ35が閉
じているので、CPU19はA/D変換器23を介して
発熱抵抗体RH の電圧情報を取得する。このような発熱
抵抗体RH の駆動に際して、発熱抵抗体RH に直列に接
続された発熱体電流測定用抵抗器R1 が存在していても
この発熱体電流測定用抵抗器R1 による電圧降下分は生
じないため、発熱抵抗体RH の駆動時のダイナミックレ
ンジを大きくとることができる。また、発熱体電流測定
用抵抗器R1 による電圧降下を伴わないため、発熱抵抗
体RH の加熱の立上り時間を短縮させることもできる。
On the other hand, in the flow rate measurement mode, the CPU 19 closes the analog switch 35 to short-circuit the resistor R 1 for measuring the heating element current, and the measurement is performed while driving the heating resistor R H. That is, since the analog switch 35 is closed, the CPU 19 acquires the voltage information of the heating resistor R H via the A / D converter 23. Such upon driving of the heating resistor R H, the heating resistor be R H heating element current measuring resistor R 1 connected in series to the be present voltage due to the heating element current measuring resistor R 1 Since there is no drop, a large dynamic range can be secured when driving the heating resistor R H. Further, since the voltage drop due to the heating element current measuring resistor R 1 is not involved, it is possible to shorten the rising time of heating of the heating element R H.

【0035】[0035]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、発熱抵抗
体の電圧を測定するとともに、この発熱抵抗体に直列に
接続された抵抗値既知の発熱体電流測定用抵抗器の両端
電圧を測定することで発熱抵抗体に流れる電流値を知得
できるので、発熱抵抗体の駆動時であってもこの発熱抵
抗体の抵抗値を測定することが可能となり、発熱抵抗体
の抵抗値に変化があったときにはリアルタイムで測温抵
抗体を駆動している電流源の出力をD/A変換器によっ
て調整することができ、よって、長期の使用による発熱
抵抗体の変化に対応してデジタル信号を用いた総合的な
補正をかけることで柔軟に対応でき、長期にわたって安
定性を維持させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the voltage of the heating resistor is measured, and the voltage across the resistor of the heating element current measuring resistor having a known resistance value connected in series to the heating resistor is measured. Since the current value flowing through the heating resistor can be known by measuring, it becomes possible to measure the resistance value of this heating resistor even when the heating resistor is driven, and the resistance value of the heating resistor changes. When there is, the output of the current source driving the resistance temperature detector can be adjusted in real time by the D / A converter. Therefore, a digital signal is output in response to the change of the heating resistor due to long-term use. It is possible to flexibly respond by applying the comprehensive correction used, and it is possible to maintain stability for a long period of time.

【0036】請求項2記載の発明によれば、発熱体電流
測定用抵抗器と発熱抵抗体との接続点の電位を帰還する
帰還接続を有しているので、発熱抵抗体に発熱体電流測
定用抵抗器が直列に接続されていても、発熱抵抗体の駆
動電圧に影響を与えることなく、発熱抵抗体に流れる電
流を測定しながら、電圧源入力に従った発熱抵抗体の駆
動電圧を安定して発生させることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the feedback connection for returning the potential at the connection point between the heating element current measuring resistor and the heating resistor is provided, the heating element current measurement is performed on the heating resistor. Even if the resistors are connected in series, the driving voltage of the heating resistor can be stabilized according to the voltage source input while measuring the current flowing through the heating resistor without affecting the driving voltage of the heating resistor. Can be generated.

【0037】請求項3記載の発明によれば、電流源又は
基準電圧素子は中央処理装置によりゲインが制御自在で
あり、かつ、アナログスイッチの下流側であってA/D
変換器の直前に前記中央処理装置によりゲインが制御自
在な増幅器を有しているので、測定モード時と調整モー
ド時とでは発熱抵抗体の駆動電圧が大きく異なるが、両
モード時でゲインを適宜切り換えることで、調整モード
時の低電圧出力に対してA/D変換器やD/A変換器の
分解能を下げることなく対応することができる。
According to the third aspect of the invention, the gain of the current source or the reference voltage element can be controlled by the central processing unit, and the gain is controllable on the downstream side of the analog switch in the A / D.
Since an amplifier whose gain can be controlled by the central processing unit is provided immediately before the converter, the driving voltage of the heating resistor is greatly different between the measurement mode and the adjustment mode, but the gain is appropriately adjusted in both modes. By switching, it is possible to cope with the low voltage output in the adjustment mode without lowering the resolution of the A / D converter or the D / A converter.

【0038】請求項4記載の発明によれば、アナログス
イッチが、発熱体電流測定用抵抗器に並列に接続されて
測定モード時には発熱体電流測定用抵抗器の両端間を短
絡し調整モード時には開放されるように中央処理装置に
より切り換え制御され、A/D変換器の入力端子が、電
圧源と前記発熱体電流測定用抵抗器との接続点に接続さ
れているので、発熱抵抗体の抵抗値を測定していない場
合にはアナログスイッチを閉じて発熱体電流測定用抵抗
器の両端間を短絡することで発熱体電流測定用抵抗器に
よる電圧降下をなくすことができ、低電圧でも発熱抵抗
体駆動のためのダイナミックレンジを広くすることがで
きる。
According to the fourth aspect of the present invention, the analog switch is connected in parallel to the heating element current measuring resistor so that both ends of the heating element current measuring resistor are short-circuited in the measurement mode and opened in the adjustment mode. As described above, switching control is performed by the central processing unit, and since the input terminal of the A / D converter is connected to the connection point between the voltage source and the heating element current measuring resistor, the resistance value of the heating resistor is When not measuring, the voltage drop due to the resistor for heating element current measurement can be eliminated by closing the analog switch and short-circuiting both ends of the resistor for heating element current measurement. The dynamic range for driving can be widened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の第一の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】流量測定装置の全体構成を概念的に示す斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view conceptually showing the overall structure of a flow rate measuring device.

【図3】流量センサ部分の構成を概念的に示す平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view conceptually showing the structure of a flow rate sensor portion.

【図4】A/D変換器の入力部分を抽出して示す回路図
である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an input portion of an A / D converter extracted.

【図5】電圧源付近を抽出して示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing the vicinity of a voltage source by extraction.

【図6】本発明の実施の第二の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の第三の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の第四の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】従来例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 流量センサ 13 流路 16 基準電圧生成器 17 D/A変換器 18 電流源 19 中央処理装置 21 電圧源 23 A/D変換器 24 アナログスイッチ 31 電流源 32,33 増幅器 34 基準電圧素子 11 Flow Rate Sensor 13 Flow Path 16 Reference Voltage Generator 17 D / A Converter 18 Current Source 19 Central Processing Unit 21 Voltage Source 23 A / D Converter 24 Analog Switch 31 Current Source 32, 33 Amplifier 34 Reference Voltage Element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ともに抵抗温度係数が大きくて流路中に
配設される1つの発熱抵抗体と1つの測温抵抗体とを備
えた流量センサを用いる流量センサ駆動回路において、 前記発熱抵抗体と直列に接続されて抵抗値が固定的で既
知の発熱体電流測定用抵抗器と、 基準電圧を生成する基準電圧生成器と、 この基準電圧生成器からの出力電圧が入力されるD/A
変換器と、 このD/A変換器の出力電圧に応じた電流で前記測温抵
抗体を通電駆動する電流源と、 前記測温抵抗体に得られる電圧を基準入力として前記発
熱体電流測定用抵抗器と前記発熱抵抗体との直列回路を
通電駆動する電圧源と、 前記発熱体電流測定用抵抗器の両端電圧を測定してデジ
タル電圧値に変換するとともに、前記発熱抵抗体の電圧
を測定してデジタル電圧値に変換するA/D変換器と、 前記発熱体電流測定用抵抗器の両端電圧の測定と前記発
熱抵抗体の電圧の測定とを切り換えるアナログスイッチ
と、 前記A/D変換器から出力されるデジタル電圧値を取り
込むととともに、前記アナログスイッチの切り換え及び
前記D/A変換器の動作を制御する中央処理装 置と、を備えることを特徴とする流量センサ駆動回路。
1. A flow rate sensor drive circuit using a flow rate sensor having one heating resistor and one temperature measuring resistor, both of which have a large temperature coefficient of resistance and are disposed in a flow path, wherein the heating resistor is used. A resistor for heating element current measurement that is connected in series with a fixed resistance and has a known value, a reference voltage generator that generates a reference voltage, and a D / A to which the output voltage from this reference voltage generator is input.
A converter, a current source for energizing and driving the resistance temperature detector with a current according to the output voltage of the D / A converter, and the heating element current measurement using the voltage obtained in the resistance temperature detector as a reference input. A voltage source for energizing and driving a series circuit of a resistor and the heating resistor, and measuring the voltage across the resistor for measuring the heating element current and converting it into a digital voltage value, and measuring the voltage of the heating resistor. A / D converter for converting into a digital voltage value, an analog switch for switching between measurement of the voltage across the heating element current measuring resistor and measurement of the voltage of the heating resistor, and the A / D converter A flow rate sensor drive circuit comprising: a central processing unit that takes in the digital voltage value output from the control unit and controls the switching of the analog switch and the operation of the D / A converter.
【請求項2】 電圧源は、発熱体電流測定用抵抗器と発
熱抵抗体との接続点の電位を帰還する帰還接続を有する
ことを特徴とする請求項1記載の流量センサ駆動回路。
2. The flow sensor drive circuit according to claim 1, wherein the voltage source has a feedback connection for returning the potential at the connection point between the heating element current measuring resistor and the heating resistor.
【請求項3】 電流源又は基準電圧生成器は中央処理装
置によりゲインが制御自在であり、かつ、アナログスイ
ッチの下流側であってA/D変換器の直前に前記中央処
理装置によりゲインが制御自在な増幅器を有することを
特徴とする請求項1記載の流量センサ駆動回路。
3. The gain of the current source or the reference voltage generator is controllable by a central processing unit, and the gain is controlled by the central processing unit downstream of the analog switch and immediately before the A / D converter. The flow sensor drive circuit according to claim 1, further comprising a flexible amplifier.
【請求項4】 アナログスイッチは、発熱体電流測定用
抵抗器に並列に接続されて測定モード時には発熱体電流
測定用抵抗器の両端間を短絡し調整モード時には開放さ
れるように中央処理装置により切り換え制御され、A/
D変換器の入力端子は、電圧源と前記発熱体電流測定用
抵抗器との接続点に接続されていることを特徴とする請
求項1記載の流量センサ駆動回路。
4. The central processing unit connects the analog switch in parallel with the heating element current measuring resistor so as to short-circuit both ends of the heating element current measuring resistor in the measurement mode and open in the adjustment mode. Switching control, A /
The flow sensor drive circuit according to claim 1, wherein an input terminal of the D converter is connected to a connection point between a voltage source and the heating element current measuring resistor.
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